Une eau cristalline grâce aux pailles intelligentes de Twente

Eric Roesink prend une gorgée d’eau dans un verre à thé. Il y a quelques minutes, l’eau coulait encore dans le canal de Twente et elle était brune et trouble. Mais après filtration, l’eau est claire, purifiée et potable, précise Roesink, fondateur de la société NX Filtration. « L’eau qui vous reste est techniquement comparable à l’eau potable », dit-il après une gorgée. « Mais nous ne devrions pas l’appeler ainsi. »

Dans une installation de test dans un conteneur d’expédition spécial sur le site de l’association étudiante d’aviron de l’Université de Twente, le technologue en membranes Roesink montre son invention : un tube épais et bleu d’un mètre et demi de long contenant des milliers de « pailles intelligentes ». ‘. L’eau sale s’écoule à travers le tube sous pression et est expulsée à travers la paroi poreuse des pailles. Toutes sortes de substances indésirables et difficiles à éliminer restent dans l’eau du tuyau, telles que les PFAS (composés contenant du fluor), les résidus de médicaments, les antibiotiques et les insecticides.

Il y a une demande croissante d’eau propre. Les «micropolluants» tels que les PFAS constituent une menace croissante pour l’environnement et la santé. Par exemple, 190 tonnes de résidus de médicaments se retrouvent chaque année dans les eaux de surface néerlandaises, a calculé le RIVM en 2020. Cela a des conséquences sur la vie aquatique : les poissons changent de sexe en raison des restes de la pilule contraceptive dans l’eau.

Bien que NX Filtration ait des clients partout dans le monde – de Pepsi aux compagnies des eaux comme Veolia et Suez – la grande percée est encore à venir. Pour l’instant, NX Filtration – chiffre d’affaires attendu cette année de 8 à 10 millions d’euros, plus de 120 salariés – fait principalement affaire avec des industriels étrangers, qui utilisent les membranes pour épurer les eaux usées. Et cela alors que l’industrie de l’eau potable représente environ les deux tiers du marché possible pour une telle technologie membranaire. Cette industrie devra être convaincue de la « technologie révolutionnaire » de Roesink dans un proche avenir.

‘faire un tour’

La base de NX Filtration, fondée en 2016, réside dans la nomination de Roesink en tant que professeur à temps partiel de technologie membranaire à l’Université de Twente, explique-t-il au siège social à Enschede. « Lors de ma conférence inaugurale en 2014, j’ai fait une promesse publique à mon petit-fils : grand-père va faire un tour une fois de plus et contribuer à une eau plus propre. » Roesink a donné aux salles de réunion les noms de héros de l’eau tels que Willem Kolff, inventeur de la dialyse, le président américain John F. Kennedy, qui a travaillé sur la purification de l’eau au début des années 1960, et l’expert en durabilité Arjen Hoekstra, qui a introduit le concept d’empreinte hydrique en 2002 et mettent ainsi le gaspillage de l’eau à l’ordre du jour.

Les membranes sont utilisées depuis bien plus longtemps pour purifier l’eau, dit Roesink. « Une technique bien connue est l’osmose inverse. Vous pouvez l’utiliser pour faire de l’eau douce à partir d’eau salée. Mais ces membranes ont l’inconvénient d’être très sensibles à la contamination par de petites particules. L’eau doit donc normalement être prétraitée en premier. Ce n’est pas nécessaire avec les filtres de NX Filtration, explique Roesink. « Nous sommes la première entreprise à avoir pu montrer qu’il est possible d’appliquer un nano-revêtement à l’intérieur de la paille. Notre membrane n’attire pas la saleté, mais elle est anti-salissure.

La technologie de filtrage est donc plus durable et permet d’économiser de l’argent, explique le PDG Michiel Staatssen. Selon la société, les coûts énergétiques d’un processus de purification via les nanofiltres de NX Filtration sont jusqu’à 70 % inférieurs. Plus de 90 pour cent sont économisés sur les produits chimiques. Staatssen : « D’autres procédés de purification fonctionnent avec des produits chimiques dosés ajoutés à l’eau, pour lier les particules, par exemple. Mais nous n’avons pas besoin de cela, l’essentiel est que vous puissiez presser de l’eau très sale directement à travers nos membranes et obtenir de l’eau très propre en une seule étape. Et les minéraux dissous tels que le calcium et le magnésium passent à travers le filtre. Les compagnies d’eau potable n’ont donc pas à les rajouter par la suite, comme avec les techniques d’osmose inverse.

Roesink démontre le processus de production des nanofiltres sur place. Il verse soigneusement une solution de polymère visqueux dans une autre tasse à mesurer de liquide. Lorsque le liquide versé touche l’autre, il se solidifie en une longue ficelle. La ficelle est poreuse à l’échelle nanométrique (millionième de millimètre) : l’eau peut y être pressée. « Une grossière simplification. On peut jouer avec la structure poreuse qui se pose. Vous pouvez faire varier la vitesse, par exemple la composition des polymères ou le bain dans lequel ils atterrissent. Et il y a aussi du sel magique secret impliqué – je ne peux pas tout montrer. Chaque étape de ce processus est également brevetée par nous.

introduction en bourse

Sur la promesse d’une eau purifiée durable et bon marché grâce aux nanofiltres brevetés, NX Filtration est entrée en bourse à l’été 2021. La société a ainsi levé environ 165 millions d’euros, pour une valeur boursière totale de plus d’un demi-milliard d’euros. L’actionnaire majoritaire est le fonds d’investissement Twente Infestos du millionnaire Norit Bernard ten Doeschot.

NX Filtration devrait croître avec l’argent de l’introduction en bourse, déclare Staatssen. La construction d’une « méga-usine » à Hengelo doit démarrer cette année, où 250 personnes pourront à terme travailler en production. D’ici quelques années, 120 000 modules membranaires devraient être déployés annuellement, coûtant entre 2 500 et 4 000 euros chacun. « Nous vivons après la première vente de remplacement des filtres », explique Roesink. « Finalement, chaque plastique s’use, il s’oxyde. Le tuyau doit être remplacé après environ cinq ans. Selon la taille du débit d’eau, les clients ont besoin de dizaines, de centaines ou de milliers de modules – un seul tube purifie environ 2 000 litres d’eau par heure.

Si l’usine d’Hengelo commence à fonctionner vers 2024, l’entreprise se dirigera vers la rentabilité, déclare Staatssen. « Nous pensons qu’une seule usine ne suffira pas à répondre à la demande attendue du marché. Nous devrons aligner plus de sites de production. Ce sera dans un endroit logique, proche des clients. Cela pourrait être l’Asie, les États-Unis. Roesink : « Nous prévoyons que le marché de notre produit atteindra environ quinze milliards d’euros. Nous visons une part de marché de plus de 10 % à plus long terme, comparable aux grandes entreprises de membranes actuelles. »

En plus d’augmenter la capacité de production, la société investit dans des pilotes rémunérés, comme ceux situés à côté du canal de Twente. Staatssen : « Des valises avec un petit module à membrane, avec lequel nous montrons quel type d’eau nous pouvons produire, jusqu’à des conteneurs entiers pour de longs tests d’endurance pendant l’hiver, l’été, avec de l’eau froide, de l’eau chaude, de la pluie… Tout ce genre de choses doit être testé pour accélérer l’adoption de la technologie.

Pour l’instant, l’acceptation à l’étranger est plus rapide qu’aux Pays-Bas. La part du lion du chiffre d’affaires provient d’Asie et d’Amérique, dit Staatssen. « En Asie, les villes et l’économie se développent, il y a un besoin d’eau propre et un fort accent sur les nouvelles technologies. Nouveau c’est mieux, c’est le point de départ, au lieu de : quels sont les risques associés aux nouvelles technologies ? Il existe déjà des villes d’Asie du Sud-Est qui utilisent l’eau potable produite par nos membranes.

En accord avec la loi

Lors de conversations avec des gestionnaires de l’eau néerlandais, Roesink entend invariablement : nous respectons la loi. Il n’existe souvent pas encore de règles pour les PFAS, les résidus de médicaments et les microplastiques. Ils arrivent: les grandes stations d’épuration seront obligées d’éliminer les résidus de médicaments, lit-on une récente proposition de la Commission européenne. Des normes seront également introduites pour les PFAS : les membranes de NX Filtration éliminent plus de 95 % de certains PFAS.

L’enjeu est important pour les compagnies d’eau potable. Les exigences légales en matière d’eau potable aux Pays-Bas sont élevées, explique Jink Gude de la société d’eau potable PWN. L’entreprise expérimente actuellement les membranes NX Filtration sur l’eau de l’IJsselmeer. « Sur dix millions de bactéries présentes dans l’eau, nous n’avons pas le droit d’en laisser passer une. Vous ne pouvez pas être assez sûr avec un seul système de membrane.

Un autre obstacle pour NX Filtration est le coût élevé des usines de traitement existantes. Celles-ci coûtent des millions d’euros et ne sont amorties que sur des décennies. Un nouveau type de filtre ne s’intègre pas simplement dans l’infrastructure existante. Et une société d’eau potable devra toujours faire face au flux d’eau polluée qui reste après filtration avec une membrane. Il n’y a pas encore d’itinéraire pour cela. Staatssen : « C’est pourquoi nous travaillons également avec d’autres entreprises technologiques qui peuvent faire beaucoup avec ce courant épaissi, comme l’absorption et d’autres techniques. »

« Les Pays-Bas ne sont plus un précurseur dans le domaine de l’eau », déclare Roesink. La Belgique, en revanche, progresse actuellement à grands pas, selon Staatssen, par exemple en ce qui concerne la tarification de l’eau potable. « Si l’industrie utilise beaucoup d’eau potable là-bas, c’est possible, mais vous payez aussi plus cher. Aux Pays-Bas, c’est l’inverse : vous bénéficiez d’une réduction. Roesink : « Cela n’incite absolument pas à passer à d’autres sources. » Staatssen rappelle Roesink à l’ordre : « Erik et moi avons convenu que nous ne parlerons de politique qu’une heure par semaine. Nous y sommes très attachés, mais nous devons aussi développer une jeune entreprise.